[0001] La présente invention concerne le domaine des systèmes de verrouillage électrique,
plus particulièrement destinés au verrouillage électrique des portes ou des fenêtres
dans les bâtiments et a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse
électromagnétique. Elle a également pour objet un système de ventouse électromagnétique
convenant à la mise en oeuvre d'un tel procédé.
[0002] Dans le domaine du verrouillage électrique des portes ou des fenêtres on connaît
la gâche électrique qui est une pièce femelle dont l'ouverture est commandée électriquement
et reçoit une pièce mâle ou pêne pour former un obstacle mécanique susceptible de
s'opposer à l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.
[0003] Ce type de système de verrouillage pose plusieurs inconvénients. Tout d'abord, les
contacts mécaniques des pièces mâle et femelle entre elles entraînent une usure des
pièces préjudiciable au bon fonctionnement du système de verrouillage et à une fermeture
efficace de la porte ou de la fenêtre. En outre, les gâches électriques nécessitent
que l'installateur possède des qualifications à la fois en serrurerie et dans le domaine
électrique ou électronique.
[0004] Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de remplacer les gâches électriques
par des systèmes de ventouse électromagnétique, dont l'installation et notamment le
câblage sont plus simples que ceux des gâches électriques, tout en offrant une plus
grande fiabilité du fait de l'absence de toute pièce en mouvement.
[0005] En outre, de part leur conception et leur fonctionnement, les systèmes de ventouse
électromagnétique sont parfaitement adaptés pour équiper des portes de sécurité incendie
telles que des portes coupe feu.
[0006] Un système de ventouse électromagnétique est usuellement constitué par une plaque
métallique ou contreplaque, généralement solidaire de l'ouvrant de la porte ou de
la fenêtre et par une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant, généralement
solidaire du dormant, de sorte que à l'état de fermeture de la porte ou de la fenêtre,
correspondant au mode de verrouillage dudit système, la contreplaque est appliquée
et retenue contre l'électroaimant par attraction magnétique.
[0007] L'électroaimant comporte des moyens de raccordement permettant sa connexion électrique
à une alimentation ou générateur électrique délivrant une tension d'alimentation continue
provoquant l'apparition d'un champ magnétique et générant une force d'attraction et
de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque, ladite force étant une fonction
monotone croissante du courant qui traverse l'électroaimant.
[0008] Par ailleurs, il est connu qu'un électroaimant et donc la ventouse électromagnétique
intégrant ce dernier, est conçu(e) pour fonctionner de façon efficace, optimale ou
maximale sous une tension spécifique communément appelée tension nominale. A cet effet,
l'électroaimant est généralement connecté à une alimentation délivrant une tension
d'alimentation continue égale à sa tension nominale. Ainsi lorsque l'électroaimant
est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, en mode verrouillage
du système de ventouse électromagnétique, l'électroaimant exerce une force d'attraction
et de retenue nominale sur la contreplaque. L'ouverture de la porte est réalisée en
coupant la tension d'alimentation de l'électroaimant, ce qui a pour effet de supprimer
la force d'attraction et de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque.
[0009] Les termes de courant, de tension et d'alimentation utilisés dans la présente demande
font référence respectivement au courant électrique, à la tension électrique et à
une alimentation électrique capable de fournir un courant électrique.
[0010] L'électroaimant qui comporte généralement deux bobines ou enroulements, mais qui
peut comporter une unique bobine ou enroulement, est usuellement constitué autour
d'un noyau magnétique allongé de section en « E » réalisé le plus souvent à partir
d'un matériau magnétique à base de fer doux feuilleté ou d'un matériau magnétique
plein et la contreplaque est généralement une contreplaque massive en fer doux.
[0011] La qualité et l'efficacité d'une ventouse électromagnétique dépendent du choix des
matériaux et principalement des caractéristiques magnétiques du noyau, ainsi que du
bon dimensionnement du ou des bobinages, dont dépend la tension nominale précitée
de ladite ventouse. Ainsi, sous réserve du bon choix d'un noyau magnétique approprié,
l'efficacité d'une ventouse électromagnétique, en termes de force d'attraction et
de retenue, est conditionnée par la configuration de l'enroulement de l'électroaimant,
indépendamment de la résistance de ce dernier.
[0012] Dans la pratique courante, les forces d'attraction et de retenue magnétiques entre
la contreplaque et la ventouse sont de l'ordre de plusieurs centaines de daN et s'étagent
généralement entre 150 et 600 daN environ.
[0013] Un système de ventouse électromagnétique est donc un système à sécurité passive en
ce sens que si la tension d'alimentation est nulle, par exemple du fait d'une coupure
accidentelle du réseau électrique ou d'une coupure provoquée par un dispositif d'alarme,
ledit système de ventouse électromagnétique se déverrouille automatiquement, ce qui
autorise l'ouverture de l'ouvrant concerné.
[0014] En corollaire, l'inconvénient est que, à l'état de verrouillage de la porte ou de
la fenêtre, les ventouses électromagnétiques de tels systèmes sont activées électriquement
de façon permanente, ce qui a pour effet d'entraîner des consommations de courant
importantes qui vont à l'encontre des économies d'énergie recherchées actuellement.
[0015] D'autre part, les tensions d'alimentation prévues pour les ventouses électromagnétiques
connues, qui relèvent des courants faibles, sont, selon les cas pratiques et les réglementations
en vigueur, de l'ordre de 12 V ou de 24 V, voire, pour certains pays comme la France,
de 48 V. Pour ce faire, ces ventouses électromagnétiques comportent généralement deux
enroulements, qui selon qu'ils sont connectés respectivement en parallèle ou en série
s'adaptent respectivement à la tension d'alimentation de 12 V ou à celle de 24 V ou
respectivement à la tension d'alimentation de 24 V ou à celle 48 V.
[0016] Pour adapter de telles ventouses électromagnétiques en fonction de la tension d'alimentation,
il est connu d'utiliser des cavaliers qui permettent à l'installateur de configurer
manuellement, en série ou en parallèle, les enroulements correspondants en fonction
de la tension d'alimentation, mais lesdits cavaliers présentent l'inconvénient d'être
fréquemment perdus ou cassés, difficiles à manipuler et de donner lieu à des erreurs
humaines.
[0017] Par ailleurs, la réglementation actuelle impose la puissance maximale qu'une ventouse
électromagnétique, commandée directement par une centrale d'alarme incendie, peut
prélever sur cette liaison de commande. Or, la puissance totale nécessaire au bon
fonctionnement de la ventouse excède fréquemment cette puissance maximale règlementaire,
en sorte que la ventouse ne bénéficie pas de toute la puissance nécessaire à son bon
fonctionnement. Pour résoudre ce problème, il a été proposé de rajouter un dispositif
extérieur à la ventouse ayant pour fonction de dissocier la liaison de commande de
celle de l'alimentation, mais un tel dispositif supplémentaire vient grever d'autant
le coût de l'installation.
[0018] Le document
US 2010/325967 a pour objet une serrure électromagnétique comprenant un électroaimant, alimenté
en énergie par une batterie, montée sur un élément de fermeture mobile tel qu'un battant
de porte et une contreplaque fixée sur le battant, ainsi qu'un contrôleur permettant
de contrôler le régime de l'électroaimant et comprenant un microcontrôleur qui contrôle
la puissance fournie par l'électroaimant via un ensemble de régulation de la tension
d'alimentation comprenant une ou plusieurs alimentations régulées et deux lignes d'alimentation
séparées qui alimentent chacune une bobine propre ou une bobine commune de l'électroaimant.
[0019] Toutefois, une telle serrure décrite dans ce document
US 2010/325967 nécessite de nombreux éléments électriques et magnétiques dont les interactions sont
critiques quant à la fragilité globale du système et dont l'accumulation conditionne
défavorablement le coût économique de mise en oeuvre. En outre, l'ensemble de régulation
utilisé dans une telle serrure a inévitablement, du fait du nombre d'éléments et des
deux lignes d'alimentations, pour effet de grever significativement le bilan énergétique
global du système et plus particulièrement son rendement. Par ailleurs, avec ce type
de serrure la vitesse de variation du champ magnétique est trop lente pour répondre
à une sollicitation brutale ou brusque tel qu'un choc sur la porte verrouillée entraînant
inévitablement son ouverture avant que le régime de l'électroaimant ne soit suffisant
pour produire une force magnétique de retenue permettant de retenir, lors de la contrainte,
la contreplaque solidaire du battant contre l'électroaimant.
[0020] Le document
US A 6 611 414 B1 a pour objet une méthode et un dispositif pour contrôler l'électroaimant d'une serrure
électromagnétique de porte comprenant une ventouse électromagnétique à cisaillement
comportant l'électroaimant muni d'une bobine et une armature coopérant avec ce dernier,
lors de l'activation de l'électroaimant, pour maintenir la porte à l'état de fermeture.
Un espace est défini, sous l'effet d'un ressort, entre l'armature et l'électroaimant
lorsque la ventouse est désactivée. Un contrôleur électronique est prévu pour contrôler
la mise sous tension de la bobine. Le contrôleur comprend essentiellement un microcontrôleur
relié à l'électroaimant par l'intermédiaire d'un « magnet driver ». Ce dernier commute
à haute fréquence pour régler le courant dans la bobine, consécutivement la force
électromagnétique de l'électroaimant proportionnelle audit courant. Le courant moyen
appliqué à la bobine est fonction de la durée où le courant est activé par le « magnet
driver », c'est-à-dire que le courant moyen est contrôlé par variation de la largeur
d'impulsion dudit courant, à fréquence constante. Un courant initial élevé est appliqué
à l'électroaimant afin de générer une force électromagnétique capable de surmonter
l'écart entre les deux éléments (armature et l'électroaimant) puis, après une période
déterminée, lorsque les deux éléments sont engagés à l'état de verrouillage l'un contre
l'autre, le contrôleur est prévu pour réduire le courant alimentant l'électroaimant
à un niveau intermédiaire en diminuant la largeur d'impulsion du courant ou la période
de temps.
[0021] Toutefois, dans ce document
US A 6 611 414 B1, qui décrit une méthode et un système permettant de commander l'électroaimant dans
deux modes de verrouillage (courant élevé, courant réduit) afin notamment de limiter
le courant dans la bobine et éviter un échauffement de l'électroaimant, la vitesse
de variation du champ magnétique généré par l'électroaimant pour retenir la contreplaque
contre ou à proximité de ce dernier, à l'instar du système du document
US 2010/325967, est trop lente pour répondre à une contrainte d'ouverture brusque et soudaine tel
qu'un choc sur la porte verrouillée entraînant inévitablement son ouverture avant
que le régime de l'électroaimant ne soit suffisant pour produire une force magnétique
de retenue permettant de retenir, lors de la contrainte, la contreplaque.
[0022] A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système
de ventouse électromagnétique destiné plus particulièrement au verrouillage d'une
porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système comprenant une contreplaque
et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant muni de moyens de raccordement
permettant sa connexion électrique à une alimentation délivrant une tension d'alimentation
donnée, ledit électroaimant étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale
ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il
est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction
et de retenue nominale sur la contreplaque, procédé consistant, a partir d'un système
de ventouse électromagnétique adapté, en mode verrouillage :
- à commander électroniquement l'électroaimant pour mettre le système dans l'un des
deux modes de verrouillage suivants :
- un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant est commandé de
manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal
provoquant une force d'attraction et de retenue nominale ou sensiblement nominale,
ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant
intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue intermédiaire inférieure
à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre
ledit système en mode travail intermédiaire,
- un deuxième mode de verrouillage ou mode veille, permettant de réduire la consommation
électrique dudit système, où l'électroaimant est commandé de manière à établir dans
ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue réduite
inférieure à la force d'attraction et de retenue nominale ou, le cas échéant, à la
force d'attraction et de retenue intermédiaire,
- à assujettir la commande de l'électroaimant soit à la détection, commandant le mode
travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, d'une contrainte d'ouverture
de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son
ouverture, soit à un signal de commande provenant de l'intérieur ou de l'extérieur
dudit système.
[0023] Un tel procédé se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste:
- à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de cc dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et de réduction de consommation, de rapport cyclique variable
ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence
variable ou non,
- à commander l'électroaimant pour réaliser les passages du mode veille au mode travail
ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de
consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante
: V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique et le paramètre R la valeur
de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et à attribuer,
d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part,
au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant
en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière
discrète pour déclencher :
- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail,
lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte
d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une
contrainte d'ouverture seuil basse inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil
haute pour la mise en travail intermédiaire,
- le passage du mode travail en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est
plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture
seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse,
la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la
contrainte d'ouverture intermédiaire, est inférieure à la force d'attraction et de
retenue réduite,
et en ce qu'il consiste en outre, en mode verrouillage, à commander électroniquement
l'électroaimant pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode
accélération où l'électroaimant est commandé de manière à établir temporairement dans
ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant
temporairement la valeur du rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique
(k) commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse
de montée de la force d'attraction et de retenue nominale (F).
[0024] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs
prédéterminées du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation,
la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur
prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander,
et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.
[0025] La présente invention peut prévoir, pour augmenter substantiellement la valeur du
rapport cyclique k que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode
travail.
[0026] Un tel mode accélération assurant la transition du mode veille au mode travail, pour
lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant est alors augmenté temporairement
au-delà du courant commandant le mode travail permet d'améliorer considérablement
la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue de la ventouse électromagnétique
et plus particulièrement lorsqu'a lieu une détection d'une contrainte d'ouverture,
notamment brusque et soudaine. Ainsi, grâce au mode accélération le système selon
la présente invention est capable de réagir encore plus rapidement et de ne pas être
« pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brutal et soudain sur la porte
ou la fenêtre équipée du système.
[0027] Par ailleurs, on notera également que dans cette première forme de réalisation, si
le passage du mode veille au mode travail peut être préférentiellement très rapide,
c'est-à-dire instantané ou quasi instantané, le passage du mode travail au mode veille
n'est pas nécessairement critique du point de vue de la rapidité ou de l'instantanéité.
Toutefois, la présente invention peut néanmoins prévoir que le passage du mode travail
en mode veille soit également commandé instantanément ou quasi instantanément.
[0028] Dans une deuxième forme de réalisation de la commande des passages du mode veille
au mode travail ou réciproquement, le procédé selon la présente invention peut consister
à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation en faisant
varier ce dernier de manière continue pour réaliser progressivement :
- le passage du mode veille en mode travail en fonction de l'accroissement progressif
de la contrainte d'ouverture détectée,
- le passage du mode travail en mode veille en fonction de la diminution progressive
de la contrainte d'ouverture détectée.
[0029] Le procédé selon la présente invention a donc pour but de commander le système de
ventouse électromagnétique dans trois états de fonctionnement, le cas échéant quatre
états, à savoir un mode de déverrouillage classique et deux modes de verrouillage
(veille et travail), le cas échéant trois modes de verrouillage (veille, travail et
accélération). Ces différents modes de verrouillage permettent, grâce à l'existence
du mode veille, où la force d'attraction et de retenue est réduite, de réduire notablement
la consommation en courant électrique de la ventouse. Ceci contrairement aux ventouses
actuelles qui ne peuvent être commandées que dans deux états de fonctionnement, ou
au prix de nombreux éléments grevant le coût de fonctionnement et la compacité du
système, à savoir un mode de déverrouillage classique et un unique mode de verrouillage,
correspondant au mode travail selon la présente invention, ce qu'une contrainte d'ouverture
soit appliquée ou non sur la porte ou la fenêtre concernée, dans le mode verrouillage,
et plus particulièrement sur l'ouvrant de ces dernières.
[0030] Un tel procédé, selon la présente invention, permet une réduction accrue de la consommation
globale de la ventouse électromagnétique, à travers ses cycles de fonctionnement et
en fonction des forces de retenue qu'elle aura à fournir.
[0031] De préférence, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée en détectant
un déplacement d'au moins un élément dudit système et plus particulièrement un déplacement
de l'électroaimant.
[0032] En outre, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée par la mesure
d'une variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée
dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant, sous l'effet de la contrainte
d'ouverture.
[0033] D'autre part, dans le cas où la présente invention prévoit de faire passer progressivement
ledit système du mode veille au mode travail en faisant varier progressivement le
rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, le procédé selon
la présente invention peut prévoir d'asservir la variation du rapport cyclique de
commutation et de réduction de consommation à un signal fréquentiel dont la fréquence
est une fonction continue croissante de la contrainte d'ouverture.
[0034] La réduction de la consommation de la ventouse selon la présente invention est donc
obtenue en faisant varier le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation
et plus particulièrement en diminuant ledit rapport cyclique par rapport à la valeur
qui lui est donné en mode travail, ce de manière à réduire le courant moyen dans l'électroaimant,
pour une tension d'alimentation donnée et adaptée.
[0035] Le procédé selon la présente invention permet donc, à volonté, à tension d'alimentation
constante, de réduire le courant moyen dans l'électroaimant en réduisant la valeur
du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation.
[0036] De ce fait, le procédé de commande selon la présente invention permet de réaliser
un découpage du courant électrique directement aux bornes de l'électroaimant en conservant
la tension d'alimentation.
[0037] Dans une caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention, celui-ci
peut consister en outre :
- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation connectée
à ladite ventouse,
- à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et d'adaptation de tension, de fréquence variable ou non
et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation
de tension,
- à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence
égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation
détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation
de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante :
V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre
R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et,
d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée
et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle
au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension
de manière discrète ou, éventuellement continue,
ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension
d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.
[0038] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport
cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur
vérifiant sensiblement l'équation de proportionnalité correspondante, pour une valeur
prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.
[0039] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs
prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur
prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité correspondante, pour une
valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander,
et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.
[0040] D'autre part, dans une forme préférentielle de la caractéristique additionnelle du
procédé selon la présente invention, celui-ci peut être prévu pour permettre une adaptation
automatique et électronique dudit système à deux tensions d'alimentation continues,
le cas échéant trois tensions d'alimentation continues, délivrées respectivement par
trois alimentations distinctes à savoir, d'une part, une première tension d'alimentation
V1, de préférence égale à la tension nominale de ladite ventouse électromagnétique,
et, d'autre part, une deuxième tension d'alimentation V2 supérieure à ladite première
tension d'alimentation V1, le cas échéant une troisième tension d'alimentation V3
supérieure à ladite deuxième tension d'alimentation V2.
[0041] Dans ce dernier cas le procédé selon la présente invention peut consister à régler
le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, pour adapter ledit
système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1, V2, V3, en attribuant
audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute, lorsque ledit système
est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur k2, inférieure à ladite
première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la deuxième alimentation,
le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième valeur k2, lorsque
ledit système est connecté à la troisième alimentation.
[0042] La présente invention a également pour objet un système de ventouse électromagnétique,
plus particulièrement pour le verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment,
convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, ledit système
comprenant une contreplaque et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant
muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation
délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant étant conçu pour
fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant,
en mode verrouillage dudit système, lorsqu'il est traversé par un courant nominal
à ladite tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque.
[0043] Un tel système se caractérise essentiellement en ce que la ventouse électromagnétique
intègre des moyens de traitement et de commande électroniques et des moyens de détection
de contrainte d'ouverture, reliés auxdits moyens de traitement et de commande, permettant
de détecter et de mesurer la contrainte d'ouverture telle que définie dans le procédé
selon la présente invention, en ce que, éventuellement, il comprend ou est associé
à des moyens d'émission du signal de commande tel que défini dans ledit procédé et
en ce que lesdits moyens de traitement et de commande sont aptes :
- à commander l'électroaimant pour mettre ledit système dans l'un des deux modes de
verrouillage, le cas échéant trois modes de verrouillage, à savoir le mode veille
ou le mode travail ou, le cas échéant le mode accélération, tels que définis dans
ledit procédé,
- à permettre l'assujettissement, tel que défini dans ledit procédé, de la commande
de l'électroaimant.
[0044] Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande sont
aptes à générer le signal de commutation et de réduction de consommation tel que défini
dans le procédé selon la présente invention et à commander l'électroaimant en réglant
le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation dudit signal conformément
audit procédé.
[0045] Ainsi, grâce au procédé selon la présente invention et au système permettant sa mise
en oeuvre la tension d'alimentation est directement découpée, sans l'intermédiaire
de régulateurs de tension, comme c'est le cas, par exemple, pour un dispositif tel
que celui décrit dans le document
US 2010/325967 de l'art antérieur précité, ce qui assure un rendement énergétique maximal. En outre,
un tel système permet de répondre à une sollicitation brutale de la ventouse correspondant
par exemple à un choc sur la porte verrouillée et à une augmentation progressive de
la poussée sur la porte.
[0046] Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention, la
ventouse électromagnétique peut intégrer en outre, des moyens de détection de tension
permettant au système de détecter et de mesurer la tension d'alimentation de l'alimentation
connectée à ce dernier et les moyens de traitement et de commande électroniques peuvent
être aptes en outre, d'une part, à générer le signal de commutation et d'adaptation
de tension tel que défini dans la caractéristique additionnelle du procédé selon la
présente invention et à comparer la tension d'alimentation détectée avec la tension
de référence définie dans ladite caractéristique additionnelle et, d'autre part, à
régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension conformément
à ladite caractéristique additionnelle et à sa forme préférentielle.
[0047] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte
à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué
avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 montre une vue en coupe transversale schématique d'une ventouse électromagnétique
d'un système de ventouse électromagnétique selon la présente invention,
- la figure 2 montre un schéma bloc du système de ventouse électromagnétique selon la
présente invention, avec les unités fonctionnelles permettant au système d'être mis
en mode veille ou en mode travail en vue de réduire sa consommation électrique,
- la figure 3 montre un schéma-bloc du système de ventouse électromagnétique avec les
unités fonctionnelles permettant en outre au système de ventouse électromagnétique
de s'adapter automatiquement et électroniquement à la tension d'alimentation,
- la figure 4 montre le circuit de traitement et de commande intégré dans la ventouse
du système représenté sur la figure 1 ainsi que les moyens de détection de tension,
- la figure 5 montre un graphique représentant le fonctionnement du système par deux
graphiques temporels, l'un concernant la détection d'une contrainte d'ouverture et
l'autre concernant le niveau du rapport cyclique en fonction de ladite contrainte.
[0048] Les figures montrent un système de ventouse électromagnétique, selon la présente
invention, destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre
dans un bâtiment, ledit système convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la
présente invention et comprenant une contreplaque 1 et une ventouse électromagnétique
2 intégrant un électroaimant 2' muni de moyens de raccordement, non représentés, permettant
sa connexion électrique à une alimentation 3 délivrant une tension d'alimentation
donnée, ledit électroaimant 2' étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale
ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il
est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction
et de retenue F nominale sur la contreplaque 1.
[0049] Le système selon la présente invention sera dénommé par la suite le système.
[0050] La ventouse électromagnétique 2 d'un tel système intègre des moyens de détection
de contrainte d'ouverture 10, 11, reliés électriquement aux moyens de traitement et
de commande 5, 6, permettant de détecter et de mesurer une contrainte d'ouverture
de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son
ouverture et les moyens de traitement et de commande 5, 6 sont aptes :
- à commander électroniquement l'électroaimant 2' pour mettre le système dans l'un des
deux modes de verrouillage suivants :
- un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant 2' est commandé
de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal
provoquant une force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale,
ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant
intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue F intermédiaire inférieure
à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre
le système en mode travail intermédiaire,
- un deuxième mode de verrouillage ou mode veille où l'électroaimant 2' est commandé
de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction
et de retenue F réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale
ou, le cas échéant, inférieure à la force d'attraction et de retenue F intermédiaire
- à assujettir la commande de l'électroaimant 2' soit à la détection, commandant le
mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, de la contrainte d'ouverture,
soit, éventuellement, à un signal de commande.
[0051] La détection ou la non détection de la contrainte d'ouverture est réalisée grâce
aux moyens de détection de contrainte d'ouverture 10, 11.
[0052] On entendra par sollicitation significative de l'ouverture de la porte ou de la fenêtre
concernée une contrainte due à une force extérieure forçant l'ouverture de la porte
ou de la fenêtre, non représentés, plus particulièrement l'ouvrant de cette dernière.
Une force extérieure forçant l'ouverture de la porte ou de la fenêtre sera comprise,
notamment, comme une force susceptible de séparer la contreplaque 1 de l'électroaimant
2' avec lequel elle est en contact en mode verrouillage du système.
[0053] On comprendra qu'en dehors du mode veille, le système pourra être mis de façon classique
en mode de déverrouillage où l'électroaimant 2' ne sera pas alimenté en courant de
sorte à supprimer la force d'attraction et de retenue F magnétique générée par ce
dernier et à autoriser l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.
[0054] De préférence, lorsque le système est associé à des moyens d'émission du signal de
commande situés à l'extérieur dudit système, lesdits moyens d'émission peuvent être
intégrés, par exemple, dans une centrale de contrôle d'accès. Lorsque le système comprend
de tels moyens d'émission situés à l'intérieur de ce dernier, lesdits moyens d'émission
peuvent être intégrés, par exemple, dans une unité de commande et d'émission intégrée
dans la ventouse électromagnétique 2. Le signal de commande peut avoir pour effet
de commander le passage du système de ventouse électromagnétique 2 dans le mode veille,
durant une certaine période de la journée où la porte ou la fenêtre ne risque pas
de subir de contrainte d'ouverture susceptible d'entraîner leur ouverture, notamment
de façon forcée. Le signal de commande peut prendre, par exemple, un état logique
« 0 » ou « 1 » pour commander le passage en mode veille ou en mode travail.
[0055] Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande 5,
6 sont aptes :
- à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et de réduction de consommation S (figure 2), de rapport
cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation,
et de fréquence variable ou non,
- à commander l'électroaimant 2' pour réaliser les passages du mode veille au mode travail
ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de
consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante
: V * k = RI où le paramètre k est le rapport cyclique de commutation et de réduction
de consommation et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou
moyenne de l'électroaimant 2' et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur
de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée
du courant à établir dans l'électroaimant 2' en fonction du mode veille ou du mode
travail à commander,
- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière
discrète ou, éventuellement, de manière continue.
[0056] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport
cyclique de commutation et de réduction de consommation jusqu'à ce qu'il atteigne
une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur
prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.
[0057] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs
prédéterminées dudit rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation,
la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur
prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander,
et, d'autre part, à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.
[0058] Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage
électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant
être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.
[0059] Plus particulièrement, dans une première forme de réalisation, les moyens de traitement
et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' en réglant de
manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation
pour déclencher
- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail,
lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte
d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une
contrainte d'ouverture seuil basse, inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil
haute, pour la mise en travail intermédiaire,
- le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, lorsque la contrainte
d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale
à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture
seuil basse.
[0060] Toujours dans cette première forme de réalisation du système, la force représentative
de la contrainte d'ouverture seuil peut être de préférence inférieure à la force d'attraction
et de retenue F réduite.
[0061] Toujours dans cette première forme de réalisation les moyens de traitement et de
commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' pour mettre le système
dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant 2'
est commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur
supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du
rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique (k) commandant la mise
dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse de montée de la
force d'attraction et de retenue nominale (F).
[0062] Plus particulièrement, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être
prévus pour pouvoir augmenter substantiellement la valeur du rapport cyclique k, par
exemple de sorte que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode
travail, ce en vue du passage instantané du mode veille au mode accélération, préalablement
au passage en mode travail.
[0063] Un tel mode accélération, assurant temporairement la transition du mode veille au
mode travail, pour lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant 2' est
alors augmenté temporairement au-delà du courant commandant le mode travail, permet
d'améliorer considérablement la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue
F de la ventouse électromagnétique 2. Le mode accélération peut être prévu préférentiellement
dans le cas où le système comprend des moyens de détection de contrainte d'ouverture,
notamment de détection d'une contrainte d'ouverture brusque et soudaine. La commande
en mode accélération permet ainsi au système d'être capable de réagir encore plus
rapidement et de ne pas être « pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brusque,
brutale et/ou soudain sur la porte ou la fenêtre équipée du système qui ne laisserait
pas le temps au système de passer en mode travail entraînant alors l'ouverture de
la porte ou de la fenêtre (figure 5).
[0064] Bien entendu, comme on peut le voir également sur la figure 5, le passage en mode
accélération peut également avoir lieu dans le cas d'une contrainte progressive telle
qu'une poussée ou une traction progressive sur la porte ou la fenêtre en vue de réaliser
son ouverture, ce afin de répondre aux réalités pratiques du terrain.
[0065] Dans une deuxième forme de réalisation du système selon la présente invention, les
moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant
2' en faisant varier, de manière continue, le rapport cyclique de commutation et de
réduction de consommation pour réaliser progressivement :
- le passage du mode veille en mode travail, maximal ou intermédiaire, ce en fonction
de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,
- le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, ce en fonction
de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.
[0066] Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de détection de contrainte 10,
11, ceux-ci peuvent consister en un capteur capacitif 10, 11 intégré dans ledit système
et les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à mesurer la variation
de capacité électrique dudit capteur et à commander l'électroaimant 2' en fonction
de ladite mesure, ladite variation de capacité électrique dépendant du déplacement
de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant 2',
due à la contrainte d'ouverture.
[0067] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif
10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique
carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte
d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport
cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce
dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de
commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique
pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction
de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.
[0068] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif
10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique
carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte
d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport
cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce
dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de
commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique
pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction
de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.
[0069] De préférence, l'oscillateur électronique peut être réalisé à partir d'un circuit
intégré multivibrateur astable du type NE555 ou autre circuit capable de fournir un
signal logique carré ou rectangulaire dont la fréquence dépend de la capacité du condensateur
de mesure.
[0070] La période, et donc la fréquence, dudit signal logique généré par l'oscillateur électronique
peut alors être évaluée par les moyens de traitement et de commande par comptage des
périodes d'horloge entre deux fronts montants, le nombre de périodes d'horloge ainsi
compté étant représentatif de la valeur de la capacité du condensateur de mesure et
donc de ladite contrainte d'ouverture.
[0071] Dans une autre variante de la mesure de la variation de capacité du capteur capacitif,
celle-ci peut être confiée directement aux moyens de traitement et de commande, par
exemple en évaluant la durée de charge de ce dernier lorsqu'il est soumis à un courant
de charge constant ou simplement connu.
[0072] De préférence, le capteur capacitif peut comprendre un condensateur muni essentiellement
de deux armatures 10 et 11 séparées par un entrefer 13, à savoir une première armature
10 solidaire du support 12 sur lequel est fixé l'électroaimant 2' et une seconde armature
11 solidaire de ce dernier. En outre, l'électroaimant 2' peut être fixé sur son support
12 par l'intermédiaire de moyens de liaison 14 associés à des moyens élastiques de
rappel 15 autorisant un déplacement de l'électroaimant 2', depuis une position d'équilibre,
sous l'effet d'une contrainte d'ouverture exerçant une traction sur ledit électroaimant
2', avec rappel élastique dudit électroaimant 2' vers sa position d'équilibre lors
de la disparition de ladite contrainte, ledit déplacement ayant alors pour effet de
modifier l'entrefer 13 entre lesdites armatures 10 et 11 et, partant, sa capacité
(figure 1).
[0073] Le support 12 peut présenter une forme de boîtier comprenant une paroi interne ou
fond 12' s'étendant sensiblement perpendiculairement à la force de traction susceptible
d'être exercée sur l'électroaimant 2' et la première armature 10 peut être fixée sur
ledit fond 12', en regard de l'électroaimant 2' tandis que la seconde armature 11
peut être fixée sur une face de l'électroaimant 2' ou face de fixation, en regard
de la première armature 10.
[0074] L'électroaimant 2' peut être fixé sur le fond 12' du support 12 en forme de boîtier
par l'intermédiaire d'au moins une vis 14 traversant librement le fond 12' et, le
cas échéant, la première armature 10, en venant se visser dans la face de fixation
de l'électroaimant 2'. En outre, la tête 14' de la ou de chaque vis 14 peut être mobile
axialement dans un logement 16 pratiqué dans ledit fond 12' de sorte à permettre le
déplacement de l'électroaimant 2' et son écartement dudit fond 12' lorsqu'une contrainte
d'ouverture s'exerce sur ce dernier. Par ailleurs, le ou chaque logement 16 peut comporter
une face de butée 16' limitant la course de la tête 14' de la vis 14 correspondante
et donc le déplacement en traction de l'électroaimant 2' sous l'effet d'une contrainte
d'ouverture. Par ailleurs, la ou chaque vis 14 peut comporter un organe élastique
15 permettant de rappeler élastiquement, lors de la disparition de la contrainte d'ouverture,
l'électroaimant 2' vers sa position d'équilibre.
[0075] Le ou chaque organe élastique 15 peut être une rondelle élastique pouvant être prévue
pour entourer le corps de la vis 14 correspondante entre sa tête 14' et la face de
butée 16' correspondante du support 12 en forme de boîtier.
[0076] Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention la
ventouse électromagnétique 2 peut intégrer en outre des moyens de détection de tension
4 permettant de détecter la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée
à ladite ventouse et les moyens de traitement et de commande électroniques 5, 6 sont
aptes en outre :
- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée
audit système,
- à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et d'adaptation de tension S' (figure 3), de fréquence variable
ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation
de tension,
- à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence
égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation
détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et de d'adaptation
de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante :
V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre
R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et,
d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée
et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle
au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension
de manière discrète ou, éventuellement continue.
[0077] Ceci en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension
d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.
[0078] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport
cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur
vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée
du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.
[0079] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs
prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur
prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée
du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part,
à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.
[0080] Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage
électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant
être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.
[0081] On rappellera que l'enroulement d'un électroaimant 2' peut être modélisé par une
résistance R en série sur une inductance L et que si l'on appelle V(t) la tension
appliqué à l'électroaimant 2', sous entendu sa bobine ou enroulement ou son équivalent
électrique constitué par au moins deux bobines ou enroulements, et I(t) le courant
qui la traverse, l'équation différentielle qui relie la tension V(t) au courant I(t)
s'écrit :V(t) = RI(t) + LdI(t)/dt où dI(t) est la dérivée du courant I(t) par rapport
au temps .
[0082] On ne tiendra pas compte de l'éventuelle capacité parasite dont les effets aux fréquences
qui nous occupent sont négligeables.
[0083] On rappellera également que la variation dans le temps du courant en réponse à un
créneau de tension est décrite par une fonction exponentielle décroissante ΔI=I
o(1-e
t/τ) et que la constante de temps de la bobine τ=L/R varie selon les ventouses électromagnétiques
existants sur le marché, mais reste de l'ordre de quelques micro secondes.
[0084] Enfin on notera que le courant moyen qui traverse l'électroaimant 2' et qui provoque
l'effet d'attraction magnétique et de retenue de la contreplaque 1 par l'électroaimant
2' est constitué d'une composante active correspondant à l'énergie réellement fournie
par l'alimentation 3 et d'une composante réactive correspondant à l'énergie électromagnétique
stockée et échangée alternativement entre l'électroaimant 2' et les moyens de traitement
et de commande 5, 6. Un tel courant moyen I
m est proportionnel à la tension d'alimentation selon l'équation suivante I
m = kV/R où R est la résistance morte de l'électroaimant 2', k est le rapport cyclique
et V la tension d'alimentation. L'alimentation 3 ne voit donc que la composante active
de ce courant qui est donc, surtout pour les valeurs intermédiaires du rapport cyclique
k, inférieur au courant total.
[0085] Selon la présente invention, les fréquences de découpage du signal de commutation
(S) peuvent, par exemple, être de l'ordre de 15 kHz, et donc de période T = 67us.
On notera que la constante de temps τ de la bobine est donc beaucoup plus grande que
la durée T d'une alternance complète de découpage telle que définie préférentiellement
selon la présente invention. Les variations relatives possibles du courant sont donc
très faibles, par exemple, inférieures à environ 2%, et il est ainsi possible en première
approximation de considérer que les variations de courant dans des intervalles de
temps de l'ordre de la période de découpage sont de la forme ΔI=I
o t/τ. Comme t/τ est toujours petit, il est possible de considérer que le courant est
sensiblement constant.
[0086] Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de traitement et de commande
électroniques 5, 6, ceux-ci peuvent comprendre essentiellement un circuit électronique
de traitement et de commande 5 connecté à l'alimentation 3. Ce dernier est adapté
notamment pour traiter l'ensemble des informations provenant des moyens respectivement
de détection de tension 4 et, le cas échéant, de détection de contrainte d'ouverture
10, 11 et pour générer, en fonction desdites informations, le signal de commutation
et de réduction de consommation S et/ou, le cas échéant, le signal de commutation
et d'adaptation de tension S' en vue de la commande de l'électroaimant 2'. Les moyens
de traitement et de commande 5, 6 peuvent également comprendre un interrupteur de
commande 6 électronique pouvant être apte à être commandé en ouverture ou en fermeture
par ledit signal S ou S' de sorte à commuter directement et périodiquement aux bornes
de l'électroaimant 2' la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée
à la ventouse électromagnétique 2 (figure 4).
[0087] De préférence, le circuit électronique de traitement et de commande 5 peut consister
en un microcontrôleur 5 alimenté par une tension propre au moyen d'un régulateur de
tension 7, intégré ou non dans ledit microcontrôleur 5, connecté à l'alimentation
3 de la ventouse. En outre, l'interrupteur 6 peut consister en un transistor de commutation,
par exemple un transistor de type MOSFET canal n ou canal p à enrichissement. Un tel
transistor peut être intercalé, par exemple dans le cas d'un transistor canal n, entre
le pôle négatif de l'alimentation 3 et le pôle négatif de l'électroaimant 2' ou, le
cas échéant, par exemple dans le cas d'un transistor canal p, entre le pôle positif
de l'alimentation 3 et le pôle positif l'électroaimant 2'.
[0088] On notera que, le cas échéant, le moyen de stockage des valeurs prédéterminées du
rapport cyclique correspondant, peut être intégré dans le circuit électronique de
traitement et de commande 5 des moyens de traitement et de commande 5, 6 et plus particulièrement
dans le microcontrôleur 5.
[0089] Les moyens de détection de tension 4 peuvent consister essentiellement en un pont
diviseur, de préférence associé à un condensateur de filtrage 8 et à une diode Zener
9, ladite diode 9 étant destinée à protéger, le cas échéant, le microcontrôleur d'éventuels
dépassements de tension au delà de sa tension maximale.
[0090] Ainsi les deux fonctions, de réduction de la consommation électrique du système et,
le cas échéant, d'adaptation de ce dernier à au moins une tension d'alimentation,
peuvent faire appel au même principe de commande de l'état de l'électroaimant 2' par
variation des rapports cycliques correspondants et l'intégration des moyens permettant
la mise en oeuvre de ces deux fonctions dans la ventouse électromagnétique 2 permet
d'obtenir un système très compact du point de vue des circuits électroniques.
[0091] Si l'on retient les deux tensions d'alimentation nominales de 12 V et de 24 V, un
tel système selon la présente invention, adapté pour assurer les deux fonctions respectivement
de réduction de la consommation électrique et, le cas échéant, d'adaptation de tension,
peut prendre alors quatre états distincts, déterminés par la combinaison de deux paramètres
qui sont :
- le mode de fonctionnement du système (mode veille ou mode travail,
- la tension d'alimentation (12 V ou 24V) de l'alimentation 3 connectée audit système
et plus particulièrement à l'électroaimant 2' de la ventouse électromagnétique 2.
[0092] Il résulte de ces paramètres, dans l'exemple particulier d'une adaptation du système
selon la présente invention à deux tensions d'alimentation (12 V et 24 V), quatre
valeurs possibles du rapport cyclique correspondant commandant la commutation de l'électroaimant
2' comportant un ou plusieurs enroulements. Ainsi, la présente invention peut prévoir,
par exemple, préférentiellement, les valeurs suivantes du rapport cyclique pour chaque
mode de fonctionnement du système et pour chaque tension d'alimentation précités :
- mode travail, 12 V k = 1
- mode travail, 24 V k < 1, par exemple k = 0,5
- mode veille, 12 V k < 1, par exemple k = 0, 35
- mode veille, 24 V k < 0, 5 (mode travail, 24 V), par exemple k = 0,2.
[0093] Les valeurs numériques du rapport cyclique correspondant sont données uniquement
à titre indicatif, mais doivent être ajustées en fonction de la courbe de réponse
de la force de d'attraction et de retenue F en fonction du courant moyen traversant
l'électroaimant 2' qui n'est pas linéaire du fait de l'effet de saturation par les
courants forts.
[0094] Les moyens de détection de tension 4, les moyens de traitement et de commande 5,
6 et le cas échéant les moyens de détection d'une contrainte d'ouverture 10, 11 peuvent
être alimentés électriquement de préférence par l'alimentation 3 connectée à la ventouse
électromagnétique 2.
[0095] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir que l'électroaimant 2 comporte un
moyen de raccordement de commande 17, distincts des moyens de raccordement assurant
sa connexion électrique à une alimentation 3. Le moyen de raccordement 17 permet de
relier électriquement l'électroaimant 2' à une centrale incendie, non représentée,
qui active ou désactive l'électroaimant 2, quelque soit l'état de l'alimentation 3
à laquelle il est connecté. En outre la présente invention peut prévoir que la déconnexion
dudit moyen de raccordement 17 désactive l'électroaimant 2', quelle que soit l'état
de ladite alimentation 3. Une telle possibilité permet une commande indépendante du
système de ventouse électromagnétique 2, selon la présente invention, par une centrale
incendie, à faible puissance, et dissociée de l'alimentation 3 connectée à ce dernier,
qui peut alors rester permanente.
[0096] La mise en oeuvre électronique d'une telle commande par une centrale incendie peut
être basée sur la commande électronique des transistors de commutation ou ballast,
non représentés, qui se trouvent, de manière connue, en série sur la ou les enroulements
de l'électroaimant 2'. La commande, de manière prioritaire, bloque lesdits transistors,
interrompant ainsi le courant dans l'électroaimant 2'.
[0097] Ainsi grâce au système selon la présente invention ne nécessite pas plus d'une ligne
d'alimentation, provenant directement de l'alimentation continue avec réglage du rapport
cyclique k au moyen des moyens de traitement et de commande 5, 6, pour commander l'électroaimant
2' selon le procédé de la présente invention, c'est-à-dire pour commander au moins
une bobine, préférentiellement une bobine unique, de l'électroaimant 2'. La tension
d'alimentation est ainsi directement découpée, sans l'intermédiaire de régulateurs
de tension comme c'est le cas pour des systèmes de l'art antérieur tel que celui faisant
l'objet du document
US 2010/325967. Le nombre d'organes ou d'éléments constitutifs nécessaire du système selon la présente
invention est donc très réduit et garantit une grande compacité et une grande simplicité
du système ainsi qu'une fiabilité accrue et un coût modeste.
[0098] La tension d'alimentation continue fournie par la source d'énergie extérieure activant
la ventouse est utilisée telle qu'elle, de préférence dans une plage de tension pouvant
aller, par exemple, de l'ordre de 10V à 30V, voire davantage et avec un tel procédé
et un tel système convenant à sa mise oeuvre, le rendement est proche de 100% car
la seule consommation énergétique, qui ne soit pas celle de la ou des bobines de l'électroaimant
2', est due à la partie électronique de commande et plus particulièrement, dans le
mode de réalisation préférentiel, au circuit électronique de commande bâti autour
du microcontrôleur et du transistor de commutation, de préférence de type MOSFET,
fonctionnant en interrupteur.
[0099] Enfin les moyens de détection de contrainte d'ouverture mis en oeuvre dans le système
selon la présente invention, et plus particulièrement le capteur de contrainte capacitif
dont les armatures du condensateur dudit capteur sont directement solidaires respectivement
de la partie fixe (berceau de la ventouse fixé à son substrat) et de la partie mobile
(circuit magnétique en contact avec la contreplaque), garantissent une conversion
immédiate ou instantanée de la contrainte d'ouverture détectée et appliquée plus particulièrement
en variation de capacité électrique dudit capteur. En outre, un tel capteur capacitif
est lu directement par les moyens de traitement et de commande et plus particulièrement
par le microntrôleur, ce sans intermédiaire.
[0100] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés
aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue
de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques,
sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention comme définit par
les revendications annexées.
1. Procédé, de commande d'un système de ventouse électromagnétique destiné plus particulièrement
au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre, ledit système comprenant une contreplaque
(1) et une ventouse électromagnétique (2) intégrant un électroaimant (2') muni de
moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation (3) délivrant
une tension d'alimentation de valeur donnée, ledit électroaimant (2') étant conçu
pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale
en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à
la tension nominale, une force d'attraction et de retenue (F) nominale sur la contreplaque
(1), procédé consistant, à partir d'un système de ventouse électromagnétique adapté,
en mode verrouillage :
- à commander électroniquement l'électroaimant (2') pour mettre le système dans l'un
des deux modes de verrouillage suivants :
. un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant (2') est commandé
de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal
provoquant une force d'attraction et de retenue (F) nominale ou sensiblement nominale,
ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant
intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue (F) intermédiaire inférieure
à la force d'attraction et de retenue (F) nominale ou sensiblement nominale, pour
mettre ledit système en mode travail intermédiaire,
. un deuxième mode de verrouillage ou mode veille, permettant de réduire la consommation
électrique dudit système, où l'électroaimant (2') est commandé de manière à établir
dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue
(F) réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue (F) nominale ou, le cas
échéant, à la force d'attraction et de retenue (F) intermédiaire,
- à assujettir la commande de l'électroaimant (2') soit à la détection, commandant
le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, d'une contrainte
d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative
de son ouverture, soit à un signal de commande provenant de l'intérieur ou de l'extérieur
dudit système, procédé caractérisé en ce qu'il consiste:
- à commander l'électroaimant (2') en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et de réduction de consommation (S), de rapport cyclique
variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de
fréquence variable ou non,
- à commander l'électroaimant (2') pour réaliser les passages du mode veille au mode
travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction
de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante
: V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique et le paramètre R la valeur
de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant (2') et à attribuer,
d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part,
au paramètre 1 une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant
(2') en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière
discrète pour déclencher :
- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail,
lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte
d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une
contrainte d'ouverture seuil basse inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil
haute pour la mise en travail intermédiaire,
- le passage du mode travail en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est
plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture
seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse,
la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la
contrainte d'ouverture intermédiaire, est inférieure à la force d'attraction et de
retenue réduite,
et
en ce qu'il consiste, en mode verrouillage, à commander électroniquement l'électroaimant (2')
pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération
où l'électroaimant (2') est commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier
un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal ce en augmentant temporairement
la valeur du rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique (k) commandant
la mise dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse de montée
de la force d'attraction et de retenue nominale (F).
2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la contrainte d'ouverture est réalisée en détectant un déplacement
d'une partie dudit système et plus particulièrement un déplacement de l'électroaimant
(2').
3. Procédé, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détection de la contrainte d'ouverture est réalisée par la mesure d'une variation
de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système,
plus particulièrement de l'électroaimant (2').
4. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce qu'il consiste en outre :
- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation (3)
connectée à ladite ventouse (2),
- à commander l'électroaimant (2') en commutant périodiquement la tension d'alimentation
aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire
ou signal de commutation et d'adaptation de tension (S'), de fréquence variable ou
non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation
de tension,
- à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence
égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation
détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation
de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante :
V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre
R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant (2')
et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée
et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle
au courant nominal, à établir dans l'électroaimant (2'),
- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension
de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue,
ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension
d'alimentation de l'alimentation (3) à laquelle il est connecté.
5. Procédé, selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il permet une adaptation automatique et électronique dudit système à deux tensions
d'alimentation continues, le cas échéant trois tensions d'alimentation continues,
délivrées respectivement par trois alimentations distinctes à savoir, d'une part,
une première tension d'alimentation V1, de préférence égale à la tension nominale
de ladite ventouse électromagnétique, et, d'autre part, une deuxième tension d'alimentation
V2 supérieure à ladite première tension d'alimentation V1, le cas échéant une troisième
tension d'alimentation V3 supérieure à ladite deuxième tension d'alimentation V2
et en ce qu'il consiste à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension,
pour adapter ledit système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1,
V2, V3, en attribuant audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute,
lorsque ledit système est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur
k2, inférieure à ladite première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la
deuxième alimentation, le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième
valeur k2, lorsque ledit système est connecté à la troisième alimentation.
6. Système de ventouse électromagnétique, plus particulièrement pour le verrouillage
d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système comprenant une contreplaque
(1) et une ventouse électromagnétique (2) intégrant un électroaimant (2') muni de
moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation (3) délivrant
une tension d'alimentation, ledit électroaimant (2') étant conçu pour fonctionner
de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en
mode verrouillage dudit système, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à ladite
tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque
(1), la ventouse électromagnétique (2) intégrant des moyens de traitement et de commande
(5, 6) électroniques et des moyens de détection de contrainte d'ouverture (10, 11),
reliés auxdits moyens de traitement et de commande (5, 6), permettant de détecter
et de mesurer la contrainte d'ouverture telle que définie dans la revendication 1,
et, éventuellement, ledit système comprenant ou étant associé à des moyens d'émission
du signal de commande tel que défini dans la revendication 1,
système caractérisé ce que lesdits moyens de traitement et de commande sont aptes,
d'une part, à générer le signal de commutation et de réduction de consommation (S)
défini dans la revendication 1 et à commander l'électroaimant (2'), pour mettre ledit
système dans l'un des trois modes de verrouillage, à savoir le mode veille ou le mode
travail ou le mode accélération, tels que définis dans la revendication 1, en réglant
le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation dudit signal conformément
au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et, d'autre part, à permettre
l'assujettissement de la commande de l'électroaimant (2') tel que défini dans la revendication
1.
7. Système, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de détection de contrainte d'ouverture (10, 11) consistent en un moyen
de détection du déplacement d'au moins un élément du système provoqué par la contrainte
d'ouverture et plus particulièrement du déplacement de l'électroaimant (2'), tel que
définis dans la revendication 2, ledit électroaimant (2') étant fixé sur la porte
ou la fenêtre par l'intermédiaire d'un support (12) de fixation.
8. Système, selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détection de contrainte (10, 11) consistent en un capteur capacitif
(10, 11) permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3 et étant
intégré dans ledit système et en ce que les moyens de traitement et de commande (5, 6) sont aptes à mesurer la variation
de capacité électrique dudit capteur et à commander l'électroaimant (2') en fonction
de ladite mesure, ladite variation de capacité électrique dépendant du déplacement
de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant (2'),
due à la contrainte d'ouverture.
9. Système, selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur capacitif comprend un condensateur muni essentiellement de deux armatures
(10) et (11) séparées par un entrefer (13), à savoir une première armature (10) solidaire
du support (12) sur lequel est fixé l'électroaimant (2') et une seconde armature (11)
solidaire de ce dernier et en ce que l'électroaimant (2') est fixée sur son support (12) par l'intermédiaire de moyens
de liaisons (14) associés à des moyens élastiques de rappel (15) autorisant un déplacement
de l'électroaimant (2'), depuis une position d'équilibre, sous l'effet d'une contrainte
d'ouverture exerçant une traction sur ledit électroaimant (2'), avec rappel élastique
dudit électroaimant (2') vers sa position d'équilibre lors de la disparition de ladite
contrainte, ledit déplacement ayant alors pour effet de modifier l'entrefer (13) entre
lesdites armatures (10) et (11) et, partant, sa capacité.
10. Système, selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support (12) présente une forme de boîtier comprenant une paroi interne ou fond
(12') s'étendant sensiblement perpendiculairement à la force de traction susceptible
d'être exercée sur l'électroaimant (2') et en ce que la première armature (10) est fixée sur ledit fond (12'), en regard de l'électroaimant
(2') et la seconde armature (11) est fixée sur une face de l'électroaimant (2') ou
face de fixation, en regard de la première armature (10).
11. Système, selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électroaimant (2') est fixé sur le fond (12') du support (12) en forme de boîtier
par l'intermédiaire d'au moins une vis (14) traversant librement ledit fond (12')
et, le cas échéant, la première armature (10), en venant se visser dans la face de
fixation de l'électroaimant (2') et en ce que la tête (14') de la ou de chaque vis (14) est mobile axialement dans un logement
(16) pratiqué dans ledit fond (12') de sorte à permettre le déplacement de l'électroaimant
(2') et son écartement dudit fond (12') lorsqu'une contrainte d'ouverture s'exerce
sur ce dernier, le ou chaque logement (16) comportant une face de butée (16') limitant
la course de la tête (14') de la vis (14) correspondante et en ce que la ou chaque vis (14) comporte un organe élastique (15) permettant de rappeler élastiquement,
lors de la disparition de la contrainte d'ouverture, l'électroaimant (2') vers sa
position d'équilibre.
12. Système, selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ou chaque organe élastique (15) est une rondelle élastique entourant le corps
de la vis (14) correspondante entre sa tête (14') et la face de butée (16') correspondante
du support (2) en forme de boîtier.
13. Système, selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la ventouse électromagnétique (2) intègre en outre des moyens de détection de tension
(4) permettant de détecter et de mesurer la tension d'alimentation de l'alimentation
(3) connectée audit système et en ce que les moyens de traitement et de commande électroniques (5, 6) sont aptes en outre,
d'une part, à générer le signal de commutation et d'adaptation de tension (S') tel
que défini dans la revendication 5 et à comparer la tension d'alimentation détectée
avec la tension de référence définie dans la revendication 4 et, d'autre part, à régler
le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension conformément au procédé
selon l'une quelconque des revendications 4 à 5.
14. Système, selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que les moyens de traitement et de commande (5, 6) comprennent essentiellement, d'une
part, un circuit électronique (5) connecté à l'alimentation (3) et étant adapté pour
générer le signal de commutation et de réduction de consommation (S) et/ou, le cas
échéant, le signal de commutation et d'adaptation de tension (S') et, d'autre part,
un interrupteur de commande (6) électronique apte à être commandé en ouverture ou
en fermeture par ledit signal (S) ou (S') de sorte à commuter directement et périodiquement
aux bornes de l'électroaimant (2') la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation
(3) connectée à la ventouse.
15. Système, selon la revendication 14, caractérisé en ce que le circuit électronique (5) consiste en un microcontrôleur (5) alimenté par une tension
propre au moyen d'un régulateur de tension (7), intégré ou non dans ledit microcontrôleur
(5), connecté à l'alimentation (3) de la ventouse électromagnétique (2) et en ce que l'interrupteur de commande (6) consiste en un transistor de commutation, par exemple
un transistor de type MOSFET canal n ou canal p à enrichissement, ledit transistor
étant intercalé, par exemple dans le cas d'un transistor canal n, entre le pôle négatif
de l'alimentation (3) et le pôle négatif de l'électroaimant (2') ou, le cas échéant,
par exemple dans le cas d'un transistor canal p, entre le pôle positif de l'alimentation
(3) et le pôle positif l'électroaimant (2').
16. Système, selon l'une quelconque des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que les moyens de détection de tension (4) consistent essentiellement en un pont diviseur,
de préférence associé à un condensateur de filtrage (4') et à une diode Zener (4"),
ladite diode étant destinée à protéger, le cas échéant, le microcontrôleur (5) d'éventuels
dépassements de tension au delà de sa tension de fonctionnement maximale.
1. Steuerverfahren für ein elektromagnetisches Saugersystem, das insbesondere zur Verriegelung
einer Tür oder eines Fensters bestimmt ist, wobei das genannte System eine Gegenplatte
(1) umfasst und ein elektromagnetisches Saugerorgan (2), das einen Elektromagneten
(2') aufweist, der mit Anschlussmitteln versehen ist, die seinen Anschluss an eine
Stromversorgung (3) ermöglichen, die eine Versorgungsspannung gegebenen Betrages liefert,
wobei der genannte Elektromagnet (2') dafür entworfen ist, in wirksamer, optimaler
oder maximaler Weise bei einer Nennspannung zu arbeiten, indem er im Verriegelungsmodus,
wenn er bei Nennspannung von einem Nennstrom durchflossen wird, eine Nennanziehungs-
und -haltekraft (F) auf die Gegenplatte (1) ausübt, Verfahren, von einem geeigneten
elektromagnetischen Saugersystem ausgehend, darin bestehend, im Verriegelungsmodus:
- den Elektromagneten (2') elektronisch zu betätigen, um das System in einen der beiden
folgenden Verriegelungsmodi zu versetzen:
• einen ersten Verriegelungsmodus oder Arbeitsmodus, in dem der Elektromagnet (2')
derart gesteuert wird, dass in diesem letzteren ein Nennstrom oder im Wesentlichen
der Nennstrom erzeugt wird, der eine Nennanziehungs- und -haltekraft (F) oder im Wesentlichen
die Nennanziehungs- und -haltekraft (F) bewirkt, um das genannte System in den maximalen
Arbeitsmodus zu versetzen, oder gegebenenfalls ein intermediärer Strom, der eine intermediäre
Anziehungs- und -haltekraft (F), geringer als die Nennanziehungs- und -haltekraft
(F) oder ihr im Wesentlichen gleich, bewirkt, um das genannte System in einen intermediären
Arbeitsmodus zu versetzen,
• einen zweiten Verriegelungsmodus oder Ruhemodus, der erlaubt, den Stromverbrauch
des genannten Systems zu verringern, in dem der Elektromagnet (2') derart gesteuert
wird, dass in diesem letzteren ein niedriger Strom errichtet wird, der eine niedrigere
Anziehungs- und - haltekraft (F), geringer als die Nennanziehungs- und -haltekraft
(F) oder gegebenenfalls als die intermediäre Anziehungs- und -haltekraft (F), bewirkt,
- die Betätigung des Elektromagneten (2') entweder von der Detektion einer Öffnungskraft
der Tür oder des Fensters, die einer erheblichen Anstrengung zu ihrer Öffnung entspricht,
abhängig zu machen, was den Arbeitsmodus veranlasst, oder von deren nicht-Detektion,
was den Ruhemodus veranlasst, oder von einem Betätigungssignal, das aus dem Inneren
oder dem Äußeren des genannten Systems stammt, Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:
- den Elektromagneten (2') zu steuern, indem die Versorgungsspannung periodisch an
die Anschlussklemmen des letzteren geschaltet wird, und zwar aufgrund eines periodischen
Rechtecksignals oder Schalt- und Verbrauchsverringerungssignals (S), mit veränderlichem
zyklischem Verhältnis oder zyklischem Schalt- und Verbrauchsverringerungsverhältnis,
mit veränderlicher oder unveränderlicher Frequenz,
- den Elektromagneten (2') dafür, die Übergänge aus dem Ruhemodus in den Arbeitsmodus
oder umgekehrt vorzunehmen, zu steuern, indem das zyklische Schalt- und Verbrauchsverringerungsverhältnis
derart geregelt wird, dass dieses die folgende Proportionalbeziehung erfüllt : V *
k = RI, in der der Parameter k das genannte zyklische Verhältnis ist und der Parameter
R der gesamte oder mittlere Widerstand des Elektromagneten (2'), und einerseits dem
Parameter V den Wert der Versorgungsspannung zu verleihen und andererseits dem Parameter
I einen festgelegten Betrag des Stromes, der im Elektromagneten (2') in Abhängigkeit
vom zu veranlassenden Ruhe- oder Arbeitsmodus erzeugt werden muss,
- das zyklische Schalt- und Verbrauchsverringerungsverhältnis diskret zu regeln, um
folgendes auszulösen:
- unverzüglich oder quasi-unverzüglich den Übergang vom Ruhemodus in den Arbeitsmodus,
wenn die detektierte Öffnungsanstrengung größer oder gleich einem hohen Öffnungsanstrengungsschwellenwert
ist, um in den maximalen Arbeitsmodus zu versetzen, gegebenenfalls einem niedrigeren
als dem genannten hohen Öffnungsanstrengungsschwellenwert, um in den intermediären
Arbeitsmodus zu versetzen,
- den Übergang vom Arbeitsmodus in den Ruhemodus, wenn die genannte Öffnungsanstrengung
nicht mehr detektiert wird, d.h. wenn sie niedriger oder gleich dem hohen Öffnungsanstrengungsschwellenwert
ist, gegebenenfalls niedriger oder gleich dem niedrigen Öffnungsanstrengungsschwellenwert,
wobei die Kraft, die dem hohen Öffnungsanstrengungsschwellenwert, gegebenenfalls dem
intermediären Öffnungsanstrengungsschwellenwert, entspricht, niedriger ist, als die
niedrigere Anziehungs- und Haltekraft,
und dadurch, dass es darin besteht, im Verriegelungsmodus elektronisch den Elektromagneten
(2') zu steuern, um das System in einen dritten Verriegelungsmodus oder Beschleunigungsmodus
zu versetzen, in dem der Elektromagnet (2') derart gesteuert wird, dass vorübergehend
in ihm ein Strom größerer Stärke, als der Nennstrom erzeugt wird, indem vorübergehend
der Wert des zyklischen Verhältnisses (k) über den Wert des zyklischen Verhältnisses
(k) erhöht wird, der das Versetzen des genannten Systems in den Arbeitsmodus veranlasst,
und um die Geschwindigkeit des Anstiegs der Anziehungs- und Haltekraft (F) zu erhöhen.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der Öffnungsanstrengung dadurch erfolgt, dass ein Versetzen eines Teils
des genannten Systems detektiert wird und insbesondere ein Versetzen des Elektromagneten
(2').
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der Öffnungsanstrengung durch die Messung einer Änderung der elektrischen
Kapazität erfolgt, die vom Versetzen des betroffenen Teils des genannten Systems abhängt,
insbesondere des Elektromagneten (2').
4. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem darin besteht:
- die Versorgungsspannung zu detektieren und zu messen, die von der Stromversorgung
(3) geliefert wird, an die das genannte Saugerorgan (2) angeschlossen ist,
- den Elektromagneten (2') zu steuern, indem die Versorgungsspannung periodisch an
die Anschlussklemmen des letzteren geschaltet wird, und zwar aufgrund eines periodischen
Rechtecksignals oder Schalt- und Spannungsanpassungssignals (S') veränderlicher oder
unveränderlicher Frequenz und mit veränderlichem zyklischem Verhältnis oder veränderlichem
zyklischem Verhältnis der Schalt- und Spannungsanpassung,
- die Versorgungsspannung mit einer Bezugsspannung zu vergleichen, die vorzugsweise
gleich der Nennspannung ist und bei fehlender Gleichheit der detektierten Versorgungsspannung
und der Bezugsspannung das veränderliche zyklische Verhältnis der Schalt- und Spannungsanpassung
derart zu regeln, dass dieses die folgende Proportionalbeziehung erfüllt : V * k =
RI, in der der Parameter k das genannte zyklische Verhältnis ist, mit 0 ≤ k ≤ 1, und
der Parameter R der Wert des gesamten oder mittleren Widerstandes des Elektromagneten
(2'), und einerseits dem Parameter V den Wert der detektierten und gemessenen Versorgungsspannung
zuzuweisen und andererseits dem Parameter I einen festgelegten Wert des Stromes, der
zum Nennstrom proportional ist, der im Elektromagneten zu erzeugen ist,
- die Regelung des zyklischen Verhältnisses der Schalt- und Spannungsanpassung diskret
oder gegebenenfalls kontinuierlich auszuführen,
und dies, um das genannte System automatisch und elektronisch der Versorgungsspannung
der Stromversorgung (3), an die es angeschlossen ist, anzupassen.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine automatische und elektronische Anpassung des genannten Systems an zwei Versorgungsgleichspannungen,
gegebenenfalls an drei Versorgungsgleichspannungen, erlaubt, die von drei verschiedenen
Stromversorgungseinheiten geliefert werden, nämlich einerseits einer ersten Versorgungsspannung
V1, vorzugsweise gleich der Nennspannung des genannten elektromagnetischen Saugerorgans,
und andererseits einer zweiten Versorgungsspannung V2, die höher ist, als die genannte
erste Versorgungsspannung V1, gegebenenfalls einer dritten Versorgungsspannung V3,
die höher ist, als die genannte zweite Versorgungsspannung V2,
und dadurch, dass es darin besteht, das zyklische Verhältnis der Schalt- und Spannungsanpassung
zu regeln, das genannte System an die eine oder die andere der genannten Versorgungsspannungen
V1, V2, V3 anzupassen, indem dem genannten zyklischen Verhältnis ein erster Wert k1
oder hoher Wert zugewiesen wird, wenn das genannte System mit der ersten Versorgungseinheit
verbunden ist und einen zweiten Wert k2, niedriger, als der genannte erste Wert k1,
wenn das genannte System mit der zweiten Stromversorgungseinheit verbunden ist, gegebenenfalls
einen dritten Wert k3, niedriger, als der zweite Wert k2, wenn das genannte System
mit der dritten Stromversorgungseinheit verbunden ist.
6. Elektromagnetisches Saugersystem, das insbesondere zur Verriegelung einer Tür oder
eines Fensters in einem Gebäude bestimmt ist, wobei das genannte System eine Gegenplatte
(1) umfasst und ein elektromagnetisches Saugerorgan (2), das einen Elektromagneten
(2') aufweist, der mit Anschlussmitteln versehen ist, die seinen Anschluss an eine
Stromversorgung (3) ermöglichen, die eine Versorgungsspannung liefert, wobei der genannte
Elektromagnet (2') dafür entworfen ist, in wirksamer, optimaler oder maximaler Weise
bei einer Nennspannung zu arbeiten, indem er im Verriegelungsmodus, wenn er bei der
genannten Nennspannung von einem Nennstrom durchflossen wird, eine Nennanziehungs-
und -haltekraft (F) auf die Gegenplatte (1) ausübt, wobei das elektromagnetische Saugerorgan
(2) elektronische Verarbeitungs- und Steuermittel (5, 6) umfasst und Mittel zur Detektion
von Öffnungsanstrengungen (10, 11), die an die genannten Verarbeitungs- und Steuermittel
(5, 6) angeschlossen sind, die erlauben, die Öffnungsanstrengung zu detektieren und
zu messen, nach Patentanspruch 1, wobei das genannte System gegebenenfalls Mittel
zur Sendung des Steuerungssignals nach Patentanspruch 1 umfasst oder mit diesen verbunden
ist,
System, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Verarbeitungs- und Steuermittel einerseits geeignet sind, das Signal
zur Schaltung und Verbrauchsverringerung (S) nach Patentanspruch 1 zu erzeugen und
den Elektromagneten (2') zu steuern, um das genannte System in einen der drei Verriegelungsmodi
zu versetzen, nämlich den Ruhemodus oder den Arbeitsmodus oder den Beschleunigungsmodus
nach Patentanspruch 1, indem sie das zyklische Schalt- und Verbrauchsverringerungsverhältnis
des genannten Signals entsprechend dem Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche
1 bis 3 regeln, und andererseits die Einstellung der Steuerung des Elektromagneten
(2') nach Patentanspruch 1 zu erlauben.
7. System nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion der Öffnungsanstrengung (10, 11) in einem Mittel zur Detektion
des Versetzens mindestens eines Teils des genannten Systems, verursacht durch die
Öffnungsanstrengung, bestehen und insbesondere des Versetzens des Elektromagneten
(2'), der an der Tür oder dem Fenster mit Hilfe eines Befestigungshalters (12) befestigt
ist.
8. System nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion der Öffnungsanstrengung (10, 11) in einem kapazitiven Sensor
(10, 11) bestehen, der die Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 3 erlaubt
und in das genannte System eingebaut ist, und dadurch, dass die Verarbeitungs- und
Steuermittel (5, 6) in der Lage sind, die Änderung der elektrischen Kapazität des
genannten Sensors zu messen und den Elektromagneten in Abhängigkeit von der genannten
Messung zu steuern, wobei die Änderung der elektrischen Kapazität vom Versetzen des
betroffenen Teils des genannten Systems abhängt, insbesondere des Versetzens des Elektromagneten
(2'), verursacht durch die Öffnungsanstrengung.
9. System nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Sensor einen Kondensator umfasst, der im Wesentlichen mit zwei Armaturen
(10) und (11) versehen ist, die von einem Luftspalt (13) getrennt sind, nämlich einer
ersten Armatur (10), die mit dem Halter (12) verbunden ist, an dem der Elektromagnet
(2') befestigt ist, und einer zweiten Armatur (11), die mit dem letztgenannten verbunden
ist, und dadurch, dass der Elektromagnet (2') an seinem Halter (12) über Befestigungsmittel
(14) befestigt ist, die mit elastischen Rückstellmitteln (15) verbunden sind, die
ein Versetzen des Elektromagneten (2') aus einer Gleichgewichtsstellung unter der
Wirkung einer Öffnungsanstrengung erlauben, die auf den genannten Elektromagneten
(2') einen Zug ausübt, mit elastischer Rückstellung des genannten Elektromagneten
(2') in seine Gleichgewichtsstellung bei Wegfall der genannten Anstrengung, wobei
das genannte Versetzen dann die Änderung des Luftspaltes (13) zwischen den genannten
Armaturen (10), und (11) und dadurch der Kapazität zur Folge hat.
10. System nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (12) die Form eines Gehäuses aufweist, das eine Innenwand oder Boden (12')
umfasst, der im Wesentlichen rechtwinklig zur Zugkraft verläuft, die auf den Elektromagneten
(2') ausgeübt werden kann, und dadurch, dass die erste Armatur (10) am genannten Boden
(12') befestigt ist, dem Elektromagneten (2') gegenüber, und die zweite Armatur (11)
auf einer Seite des Elektromagneten (2') oder Befestigungsseite, der ersten Armatur
(10) gegenüber, befestigt ist.
11. System nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (2') am Boden (12') des Halters (12) in Form eines Gehäuses über
mindestens eine Schraube (14) befestigt ist, die den genannten Boden (12') frei durchquert,
und gegebenenfalls die erste Armatur (10), und in die Befestigungsseite des Elektromagneten
(2') eingeschraubt ist, und dadurch, dass der Kopf (14') der oder jeder Schraube (14)
in einer Aufnahme (16) axial beweglich ist, die im genannten Boden (12') ausgebildet
ist, derart, dass das Versetzen des Elektromagneten (2') und seine Entfernung vom
genannten Boden (12') ermöglicht wird, wenn eine Öffnungsanstrengung auf den letzteren
ausgeübt wird, wobei die oder jede Aufnahme (16) eine Anschlagseite (16') aufweist,
die den Weg des Kopfes (14') der entsprechenden Schraube (14) begrenzt, und dadurch,
dass die oder jede Schraube (14) ein elastisches Organ (15) umfasst, das es erlaubt,
bei Fortfall der Öffnungsanstrengung der Elektromagneten (2') elastisch in seine Gleichgewichtsstellung
zurück zu führen.
12. System nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes elastische Organ (15) eine elastische Scheibe ist, die den Körper
der entsprechenden Schraube (14) zwischen ihrem Kopf (14') und der entsprechenden
Anschlagsseite (16') des Halters (2) in Form eines Gehäuses umgibt.
13. System nach irgendeinem der Patentansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Saugerorgan (2) außerdem Mittel zur Spannungsdetektion (4)
umfasst, die erlauben, die Versorgungsspannung der Stromversorgung (3) zu detektieren
und zu messen, an die das genannte System angeschlossen ist, und dadurch, dass die
elektronischen Verarbeitungs- und Steuermittel (5, 6) in der Lage sind, außerdem einerseits
das Spannungsschalt- und -anpassungssignal (S') nach Patentanspruch 5 zu erzeugen
und die detektierte Versorgungsspannung mit der Bezugsspannung nach Patentanspruch
4 zu vergleichen, und andererseits das zyklische Verhältnis der Schalt- und Spannungsanpassung
nach dem Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 4 bis 5 zu regeln.
14. System nach irgendeinem der Patentansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungs- und Steuermittel (5, 6) im Wesentlichen einerseits einen elektronischen
Schaltkreis (5) umfassen, der an die Versorgung (3) angeschlossen und in der Lage
ist, das Schalt- und Verbrauchsverringerungssignal (S) und/ oder gegebenenfalls das
Spannungsschalt- und -anpassungssignal (S') zu erzeugen, und andererseits einen elektronischen
Steuerschalter (6), geeignet, zum Öffnen oder Schließen durch das genannte Signal
(S) oder (S') gesteuert zu werden, um die Versorgungsspannung, die von der an dem
Sauger angeschlossenen Versorgung (3) geliefert wird, direkt und periodisch an die
Anschlussklemmen des Elektromagneten (2') zu schalten.
15. System nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltkreis (5) aus einer Mikrosteuereinheit (5) besteht, die mit
Hilfe eines Spannungsreglers (7) mit einer geeigneten Spannung versorgt wird, der
in die genannte Mikrosteuereinheit (5) integriert ist oder nicht, der an die Versorgung
(3) des elektromagnetischen Saugerorgans (2) angeschlossen ist, und dadurch, dass
der Steuerschalter (6) in einem Schalttransistor besteht, beispielsweise einem Transistor
vom Typ n- oder p-Kanal-Anreicherungs-MOSFET, wobei der genannte Transistor beispielsweise
im Fall eines n-Kanal-Transistors zwischen den Minuspol der Versorgung (3) und den
Minuspol des Elektromagneten (2') eingefügt ist oder gegebenenfalls, beispielsweise
im Fall eines p-Kanal-Transistors, zwischen den Pluspol der Versorgung (3) und den
Pluspol des Elektromagneten (2').
16. System nach irgendeinem der Patentansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Spannungsdetektion (4) im Wesentlichen in einem Spannungsteiler bestehen,
vorzugsweise mit einem Filterkondensator (4') und einer Zenerdiode (4") verbunden,
wobei die genannte Diode dazu bestimmt ist, gegebenenfalls die Mikrosteuereinheit
(5) vor eventuellen Überschreitungen der Spannung über ihre maximale Betriebsspannung
hinaus zu schützen.
1. Method for controlling an electromagnetic suction system designed in particular for
locking a door or a window, said system comprising a counterplate (1) and an electromagnetic
suction system (2) integrating an electromagnet (2') provided with connecting means
enabling its electrical connection to a power supply (3) supplying a power supply
voltage of a given value, said electromagnet (2') being designed to function in an
effective, optimal or maximum manner with nominal voltage by exerting in a locking
mode, when traversed by a nominal current at nominal voltage, a nominal force of attraction
and retention (F) on the counterplate (1), the method being
characterised in that it consists in an adapted electromagnetic suction system in locking mode:
- of electronically controlling the electromagnet (2') to put the system into one
of the following two locking modes:
- a first locking mode or operating mode where the electromagnet (2') is controlled
so as to establish in the latter either a nominal current or substantially nominal
current causing a nominal or substantially nominal force or attraction and retention
(F) in order to put the said system into a maximum operating mode or possibly an intermediate
current causing an intermediate force of attraction and retention (F) lower than the
nominal or substantially nominal force of attraction and retention (F) to put said
system into an intermediate operating mode,
- a second locking mode or standby mode, making it possible to reduce the electrical
consumption of said system, where the electromagnet (2') is controlled so as to establish
the latter a reduced current causing a reduced force of attraction and retention (F)
lower than the nominal force of attraction and retention (F) or if necessary than
the intermediate force of attraction and retention (F),
- subjecting the control of the electromagnet (2') either to detection, controlling
the operating mode, or non-detection, controlling the standby mode, of an opening
restriction of the door or the window corresponding to a significant request for its
opening or a control signal coming from the interior or the exterior of said system,
the method being characterised in that it consists of:
- controlling the electromagnet (2') by switching periodically the voltage of the
power supply at the terminals of the latter, from a square or rectangular periodic
signal or a switching signal and reduction in consumption signal (S), of variable
duty cycle or switching duty cycle and reduction in the consumption or variable or
non-variable frequency,
- controlling the electromagnet (2') to pass from standby mode to operating mode or
reciprocally by controlling the switching duty cycle and reduction in consumption
such that the latter verifies the following equation of proportionality: V * k = RI
where the parameter k is said duty cycle and parameter R the value of the overall
or average electric resistance of the electromagnet (2') and attributing on the one
hand to parameter V the value of the power supply voltage and on the other hand to
parameter I a value predetermined from the current to be established in the electromagnet
(2') as a function of the standby mode or operating mode to be controlled,
- controlling the duty cycle of switching and reducing consumption in a discrete manner
to trigger:
- instantaneously or virtually instantaneously passing from standby mode to operating
mode, when the detected opening restriction is greater than or equal to a high threshold
opening restriction for putting into maximum operating mode, if necessary at a low
threshold opening restriction lower than said high threshold opening restriction for
putting into intermediate operation,
- passing from operating mode into standby mode when the opening restriction is no
longer detected, that is when it is lower than or equal to the high threshold opening
restriction, possibly equal to the low threshold opening restriction,
the force representative of the high threshold opening restriction, possibly the intermediate
opening restriction is lower than the force of attraction and reduced restraint,
and
in that it consists in locking mode of controlling electronically the electromagnet (2')
to put the system into a third locking mode or acceleration mode where the electromagnet
(2') is controlled to establish temporarily in the latter a current with a value greater
than that of the nominal current, by increasing temporarily the value of the duty
cycle (k) beyond the value of the duty cycle (k) controlling putting said system into
work mode and in order to increase the climb speed of the force of attraction and
nominal restraint (F).
2. Method according to claim 1, characterised in that the detection of the opening restriction is performed by detecting the displacement
of part of said system and more particularly a displacement of the electromagnet (2').
3. Method according to claim 2, characterised in that the detection of the opening restriction is performed by measuring a variation of
the electric capacity depending on the displacement of the part of said system concerned,
more particularly of the electromagnet (2').
4. Method according to any of claims 1 to 3,
characterised in that it also consists of:
- detecting and measuring the voltage of the power supplied by the power supply (3)
connected to said suction device (2),
- controlling the electromagnet (2') by switching periodically the voltage of the
power supply at the terminals of the latter, from a periodic square or rectangular
signal or switching signal and voltage adjustment signal (S'), with a variable or
non-variable frequency and variable duty cycle or switching duty cycle and voltage
adjustment,
- comparing the power supply voltage with a reference voltage, preferably equal to
the nominal voltage, and if there is a lack of equality between said voltages of the
detected and reference power supply, regulating the switching and voltage adjustment
duty cycle such that the latter verifies the following proportionality equation: V
* k = RI where the parameter k is said duty cycle, with 0 <= k <= 1, and parameter
R is the value of the global or average electric resistance of the electromagnet (2')
and on the one hand attributing to the parameter V the detected and measured power
supply voltage and on the other hand to parameter I a predetermined value of the current,
proportional to the nominal current, to be established in the electromagnet (2'),
- performing the control of the switching and adjustment duty cycle of the voltage
in a discrete manner or possibly in a continuous manner,
this with a view to adjusting automatically and electronically said system to the
voltage of power supply (3) to which it is connected.
5. Method according to claim 4, characterised in that it enables the automatic and electronic adaptation of said system with two continuous
power supply voltages, if necessary three continuous power supply voltages, delivered
respectively by three different power supplies, namely on the one hand a first power
supply voltage V1, preferably equal to the nominal voltage of said electromagnetic
suction device and on the other hand a second power supply voltage V2 greater than
said first power supply voltage V1, if necessary a third power supply voltage V3 greater
than said second power supply voltage V2
and in that it consists of controlling the switching duty cycle and voltage adjustment duty cycle
to adapt said system to one or other of said power supply voltages V1, V2, V3, by
attributing to said duty cycle a first value k1 or high value when said system is
connected to the first power supply and a second value k2, lower than the first value
k1, when said system is connected to the second power supply, possibly a third value
k3 lower than the second value k2, when said system is connected to the third power
supply.
6. Electromagnetic suction system, in particular for locking a door or a window in a
building, said system comprising a counterplate (1) and an electromagnetic suction
system (2) integrating an electromagnet (2') equipped with connecting means enabling
its electrical connection to a power supply (3) supplying a power supply voltage,
said electromagnet (2') being designed to function in an effective, optimal or maximum
manner, at a nominal voltage exerting in a locking mode of said system, when it is
traversed by a nominal current at said nominal voltage, a nominal force of attraction
and retention on the counterplate (1), the electromagnetic suction system (2) integrating
electronic processing and control means (5, 6) and means for detecting the opening
restriction (10, 11), connected to said processing and control means (5, 6), making
it possible to detect and measure the opening restriction as defined in claim 1, and
possible said system comprising or being associated with means for the emission of
the control signal as defined in claim 1,
the system being characterised in that said processing and control means are suitable on the one hand for generating the
switching and consumption reduction signal (S) defined in claim 1 and controlling
the electromagnet (2') for putting said system into one of the three locking modes,
namely standby mode or operating mode or possibly the acceleration mode, as defined
in claim 1, by regulating the switching duty cycle and consumption reduction duty
cycle of said signal according to the method according to any of claims 1 to 3 and
on the other hand for permitting the subjection of the control of the electromagnet
(2') as defined in claim 1.
7. System according to claim 6, characterised in that the means for detecting the opening restriction (10, 11) consist of a means for detecting
the displacement of at least one element of the system triggered by the opening restriction
and more particularly of the displacement of the electromagnet (2'), as defined in
claim 2, said electromagnet (2') being fixed onto the door or the window by means
of a fixing support (12).
8. System according to claim 7, characterised in that the means for detecting a constraint (10, 11) consist of a capacitive sensor (10,
11) permitting the implementation of the method according to claim 3 and being integrated
into said system and in that the processing and control means (5, 6) are able to measure the variation of the
electrical capacity of said sensor and control the electromagnet (2') as a function
of said measure, said variation of the electric capacity depending on the displacement
of the part concerned of said system, more particularly of the electromagnet (2'),
due to the restriction of the opening.
9. System according to claim 8, characterised in that the capacitive sensor comprises a capacitor provided essentially with two armatures
(10) and (11) separated by an air gap (13), namely a first armature (10) connected
to the support (12) on which the electromagnet (2') is fixed and a second armature
(11) joined to the latter and in that the electromagnet (2') is fixed onto its support (12) by connecting means (14) connected
to elastic restoring means (15) which authorise a displacement of the electromagnet
(2'), from a position of equilibrium, under the effect of an opening constraint exerting
traction on said electromagnet (2'), with the elastic restoring of said electromagnet
(2') to its position of equilibrium during the removal of said constraint, said displacement
having the effect of adjusting the air gap (13) between said armatures (10) and (11)
and on parting its capacity.
10. System according to claim 9, characterised in that the support (12) has the form of a housing comprising an internal wall or back (12')
extending substantially perpendicular to the traction force likely to be exerted on
the electromagnet (2') and in that the first armature (10) is fixed onto said back (12'), opposite the electromagnet
(2') and the second armature (11) is fixed onto a face of the electromagnet (2') or
securing face, opposite the first armature (10).
11. System according to claim 10, characterised in that the electromagnet (2') is fixed onto the back (12') of the support (12) in the form
of a housing by means of at least one screw (14) traversing freely through said back
(12') and, if necessary, the first armature (10), by screwing into the fixing face
of the electromagnet (2') and in that the head (14') of the or each screw (14) is axially mobile in a formed housing (16)
said formed in such base (12') so as to enable the displacement of the electromagnet
(2') and its removal from said back (12') when an opening restriction is exerted on
the latter, the or each housing (16) comprising an abutment face (16') limiting the
course of the head (14') of the corresponding screw (14) and in that the or each screw (14) comprises an elastic element (15) making it possible to elastically
restore during the removal of the opening constraint the electromagnet (2') to its
position of equilibrium.
12. System according to claim 11, characterised in that the or each elastic element (15) is an elastic washer surrounding the body of the
corresponding screw (14) between its head (14') and the corresponding abutment face
(16') of the support (2) in the form of a housing.
13. System according to any of claims 6 to 12, characterised in that the electromagnetic suction system (2) also integrates voltage detection means (4)
making it possible to detect and measure the voltage of the power supply (3) connected
to said system and in that the electronic processing and control means (5, 6) are also capable on the one hand
of generating the switching signal and voltage adjustment signal (S') as defined in
claim 5 and comparing the detected power supply voltage with the reference voltage
defined in claim 4 and on the other hand of controlling the switching duty cycle and
voltage adjustment duty cycle according to the method according to any of claims 4
to 5.
14. System according to any of claims 6 to 13, characterised in that the processing and control means (5, 6) comprise essentially on the one hand an electronic
circuit (5) connected to the power supply (3) and being adapted to generate the switching
signal and consumption reduction signal (S) and/or, if necessary, the switching signal
and voltage adjusting signal (S'), and on the other hand an electronic control switch
(6) able to be controlled in opening and closing by said signal (S) or (S') so as
to switch directly and periodically at the terminals of the electromagnet (2') the
power supply voltage delivered by the power supply (3) connected to the suction device.
15. System according to claim 14, characterised in that the electronic circuit (5) consists of a microcontroller (5) supplied with a nominal
voltage by means of a voltage regulator (7), which is integrated or not integrated
into the said microcontroller (5), connected to the power supply (3) of the electromagnetic
suction system (2) and in that the control switch (6) consists of a switching transistor, for example an n-channel
or p-channel enhancement MOSFET type transistor, said transistor being inserted, for
example in the case of an n-channel transistor, between the negative pole of the power
supply (3) and the negative pole of the electromagnet (2') or, if necessary, for example
in the case of a p-channel transistor, between the positive pole of the power supply
(3) and the positive pole of the electromagnet (2').
16. System according to any of claims 14 to 15, characterised in that voltage detecting means (4) consist essentially of a voltage divider, preferably
connected to a smoothing capacitor (4') and to a Zener diode (4"), said diode being
designed to protect, if necessary, the microcontroller (5) from any excess voltage
beyond its maximum functioning voltage.